DE3036398A1

DE3036398A1 - Schutzvorrichtung fuer rohrleitungen

Info

Publication number: DE3036398A1
Application number: DE19803036398
Authority: DE
Inventors: Sadao Tokyo Hattori; Shunichi Kamakura Kanagawa Honda
Original assignee: Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Current assignee: Japan Atomic Energy Agency
Priority date: 1979-10-02
Filing date: 1980-09-26
Publication date: 1981-04-09
Also published as: JPS5652689A; DE3036398C2

Description

Schutzvorrichtung für Rohrleitungen.
Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung zum Verhindern eines umfangreichen Reissens oder Brechens von Rohrleitungen. Insbesondere, jedoch nicht ausschliesslich betrifft die Erfindung eine Rohrleitungsschutzvorrichtung, die zum Schützen von Rohrleitungen in der Art von Rohrleitungen von Kühl-Systemen in nuklearen Reaktoren verwendbar ist.
Ublicherweise werden auch für die Rohrleitungen des Su~hlsystems von Nuklearreaktoren keine besonderen Schutzvorrichtungen verwendet. Es werden vielmehr ausserordentliche Aufwendungen für Sicherheitsvorkehrungen gegen Schadensfolgen gemacht, die ei. umfangreiches Austreten von Kühlmittel infolge eines plötzlichen vollständigen Bruchs der Rohrleitungen des Kühlsystems als maximal zu berücksichtigenden Schaden voraussetzen.
Um einen umfangreichen Bruch der Rohrleitung in gewissem Umfang zu verhindern, ist eine doppelrohrartige Rohrstützkonstruktion bekannt (E 9 65 755). Diese Rohrstützkonstruktion besteht aus einem festliegenden Schienenteil, das in Richtung der Achse des abzustützenden Rohres verläuft und einer Anzahl von Stützteilen, die verschiebbar auf dem Schienenteil montiert sind. Das Schienenteil enthält am Stützteil angreIfende Abschnitte, die in Richtung des Verlais des Schienenteils liegen. Das Stützteil hat an der Schiene angreifende in ihrer Form zu den am Stützteil angreifenden Abschnitten komplementäre Abschnitt, und die an der Schiene angreiçenden Abschnitte des Stützteils sind in jeder Lage auf den am Stützteil angreifenden Abschnitten des Schienenteils mittels schrauben befestigt. Das Stützteil hat darüber hinaus einen ringförmigem Rohraufnah#eabschnitt, mit einem etwas grösseren Innendurchmesser, als das ab zu stützende Rohr. Auf diese Weise ist das Rohr stabil gehalten, wenn es durch den ringförmiger Rohraufnahmeabschnitt verläuft.
Diese Rohrstützkonstruktion, wie sie in der oben aufgeführten Patentanmeldung beschrieben ist, bewirkt auf diese Weise eine Reduzierung der Bruchgefahr der Rohre und, selbst wenn diese Rohre gebrochen sind, der Querbewegung der abgetrennten Rohrab#chnitte,und auch wenn diese Rohre gebrochen sind, wird die Querbewegung der Teile der abgetrennten Rohrabschnitte gegen alle anderen vermindert, so dass die Menge des Kühlmittelverlustes vermindert wird. Jedoch ermöglicht eine derartige Rohrstützkonstruktion die Verschiebung des Rohres in axialer Richtung.
Aus diesem Grund bringt die bekannte Konstruktion Probleme mit slch und ist nicht völlig zufriedenstellend.
Es ist daher eine wesentliche der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Rohrleitungsschutzvorrichtung zu schaffen, die die Möglichkeit des Bruchs von Rohrleitungen vermindert.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rohrleitungsschutzvorrichtung zu schaffen, die unfehlbar den schnellen Verlust von Kishlmilteln, auch im Fall eines Bruchs der Rohrleitung,unterbindet, so dass die Sicherheit verbessert und das Vorsehen von Sicherheitsmassnahmen für den Schadensfall vereinfacht wird.
Dazu ist gemäss der Erfindung eine Schutzvorrichtung fvr Rohrleitungen vorgesehen, vrelche eine Schutzhülse e-nschliesst, die den Koschifttt einer Rohr#eitung, in welchem die Bruch-oder Rissgefahr besteht, in Form einer Doppelrohrkonstruktion umschliesst, wobei Eingriffsabschnitte für die Hülse an der AussenumfangeTläche der Rohrleitung an beiden Seiten des Abschnitts der Bruchgefahr vorgesehen sind und am Rohr eingreifende Abschnitte, die in diese in der Hülse eingreifenden Abschnitte eingrpifen, vorgesehen und an der inneren Umfangsfläche der Hülse ausgebildet sind.
Diese Anordnung ermöglicht den gegenseitigen Eingriff der inneren Umfangs flache der Hülse und der äusseren Umfangsflä che der Rohrleitung an beiden Seiten des Abschnittes bei dem Bruchgefahr besteht. Die Schutzhülse kann entlang ihrer Achse in zwei Hälften geteilt und die geteilten beiden Häl<-ten miteinander durch Schrauben verbunden sein, so dass sie die Rohrleitung zwischen sich einklemmen.
Die Erfindung betrifft also eine Rohrleitungsschutzvonich tung, die eine Schutzhülse aufweist, welche einen bruchgefährdeten Abschnitt der Rohrleitung nach Art einer Doppelrohrkonstruktion umgibt, wobei an der Htilse eingreifende Abschnitte an der Aussenumfangsfläche der Rohrleitung an jeder Seite des bruchanfälligen AbscHnittes ausgebildet sind und am Rohr angreifende Abschnitte an der innenumfangsfläche der Schutzhülse so vorgesehen sind, dass sie in die an der Hülse eingreifenden Abschnitte der Rohrleitung eingreifen. Die Innenumfangsfläche der Schwtzhülse und die Aussenumfangsfläche der Rohrleitung liegen an jeder Seite der bruchanfälligen Rohrleitung in festem Eingriff miteinander.
Die Rohrleitungsschutzvorrichtung gemäss der Erfindung wird an geschweissten und anderen Abschnitten der Rohrleitung angebracht, an denen Bruchgofahr infolge besonderen Materialaufbaus, Belastungskonzentrationen, wie thermische 3elastungen, Belastungen durch Erdbeben usw. besteht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispieleil näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Ausführungsform, Fig. 2 eine Querschnittsansicht durch die Ausführungsforin gemäss Fig. 1, und Fig. 3, 4 und 5 Axialschnitte weiterer Ausführungsformen.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer ersten Ausführungs form, während Fig. 2 einen Querschnitt l~r gleichen Ausführungsform, gesehen in deren Axialrichtung darstellt. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Rohrleitung eines Kühlsystems eines Nuklearreaktore. Die Rohrleitung 1 hat gegen Bruch-und Rissbildung anfällige Abschnitte, wie einen stumpfverschweissten Abschnitt 2. An der Aussenumfangsfläche der Rohrleitung 1, an beiden Seiten des bruchanfälligen Abschnittes, z.B. einen stumpfgeschweissten Abschnitt 2, sind Hülseneingriffsabschnitte ausgebildet. In diesem Fall hat jeder an der Hülse eingreifende Abschnitt die rorm einer Ringrippe 3, die an der Aussenumfangsfläche der Rohrleitung 1 so ausgeformt ist, dass sie in Umfangsrichtung der Letzteren verläuft.
Eine Rohrschutzhülse 4 ist auf der Rohrleitung 1 so befestigt, dass sie den Bereich der Rohrleitung 1 um den Schweissabschnitt 2 umschliesst. Wie aus Fig. 2 zu ersehen, ist die Rohrschutzhülse 4 geteilt und hat Ringnuten 5, die an ihrer Innenumfangefläche sc ausgebildet sind, dass sie die Ringrippen 3 aufnehmen und auf diesen sitzen@ Die beiden Hälften der Hülse 4 sind miteinander mittels einer SchraubenLefestigung 6 derart befestigt, dass die Ringrippen 3 in den entsprechenden Ringnuten 5 aufgenommen sind, und dabei die Rohrleitung 1 umfasst wird. Die Schraubenbefestigung ermöglicht s, dass die Hülse 5 leicht zerlegt und abgebaut werden kann, ur eine erforderliche Tnspektion od.d#l.
durchzuführen. Dichtungen können zwischen die Verbindungs flächen der beiden Hälften der Hülse 4 eingelegt sein. Wenn auch die in Fig. 1 dargestellte Rippe 3 und die Nut 5 einen Trapezquerschnitt aufweisen, so ist diese Querschnittsform nicht bindend, und die Rippe 3 und die Nut 5 können z.B.
rechteckigen Querschnitt, wie in Fig. 4 dargestellt, haben.
Jedoch ist es durch die Wahl des Trapezquerschnittes möglich, die e Spannungekonzentration in den Abschnitten der Rohrleitung 1, in denen die Rippen 3 und die diese aufnehmenden Nuten 5 ineinandergreifen, zu vermeiden Durch diese Anordnung ist die Rohrleitung 1 durch die Rohrschutzhülse 4 in dem Bereich um den bruchanfälligen Abschnitt sehr verstärkt, so dass die Möglichkeit des Auftretens eines Bruches in dor Rohrleitung vermindert ist und eine radiale oder Querverschiebung von getreirnten Rohrbruchstücken voneinander wirkungsvoll verhindert ist. Zusätzlich ist die Axialverschiebung der beiden Rohrabschnitte nach dem vollständigen Bruch des Rohres wirkungsvoll verhindert, so dass die Verlustmenge an Kühlmittel vermindert ist.
Der gegenseitige Eingriff zwischen den Rippen 3 und den Nuten 5 verhindert nämlich wi.Ekungsvoll das Ausströmen von Kühlmittel im Fall eines Schadens und im Fall eines rvölligen Bruchs der Rohrleitung 1 verhindert er wirkungsvoll eine stärkere Vo-lagerung der getrennten Rohrabschnitte in axialer Richtung voneinander weg. Zusätzlich wird der Druck, mit welchem die Ringrippe 3 die Wand der Ringnut 5 berührt, vergrössert, wenn die die axiale Verlagerung der Rohrabschnitte bevirkende Kraft grösser wird, so dass der Verlust an KUL.1.mittel wirksam vermindert wird.
Im folgenden werden unterschiedliche Ausführungsformen in Verbindung mit Fig. 3 und 5 beschrieben, in welchen die der ersten in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform gleichen oder äquivalenten Teile mit den gleichen Bezugszeichen, wie in Fig. 1 und 2 bezeichnet und nicht im einzelnen beschrieben sind.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei welcher an der Inrenumfangefläche der Bohrschutehülst: 4 ein labyrinthartiger Abschnitt 7 zur Erhöhung des Strömungswiderstandes vcrgesehen ist. Dieser, den Störmungswiderstand erhöhende Abschnitt 1 dient als Widerstand gegen den aus den Rohrabschnitten ausfllessenden Strom von Kühlm#ttel, so dass die Menge des Verlustes an Kühlmittel im Ball eines Schadens weiter vermindert wird.
Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform, in welcher eine Anzahl von Ringrippen 3 und Ringnuten 5 an jeder Seite des ~chweissabschnittes 2 der Rohrleitung ausgebildet sind. In der dargestellten Ausführungsform sind zwei Rippen 3 und zwei darüber sitzende Nuten 5 an jeder Seite ausgebildet.
Wenn auch diese Rippen und Nuten einen re3hteckigen Querschnitt haben, so können sie doch auch eine trapezförmige Querschnittsform, wie bei der ersten Ausführungsform, haben.
Fig. 5 zeigt eine vierte Ausführungsform, in welcher die an der Rohrleitwlg 1 ausgebildeten Ringrippen trapezförmigen Querschnitt, ähnlich, wie gemäss Fig. 1 haben, jedoch hat die in der D lse 4 ausgebildete Ringnut 5 eine Querschnittsform mit einer rechtwinklig abschneidenden Schulter an ihrem äusseren Ende. In diese rechtwinklig abschneidende Ecke an jeder Ringnut 5 ist eine Dichtringpackung 8 eingesetzt. Diese Packung 8 ist aus einem hitzebeständigem Werkstof, wie Metall, Graphit od.dgl., hergestellt und bewirkt eine Verminderung der Verlustmenge an Kühlmittel im Fall eines Schadens. Der trapezförmige Querschnitt der Ringrippen 3 ist so gewählt, dass er Belastungskonzentrationen vermeidet. Im Gegensatz dazu braucht die Ringnut 5 keinen solchen Querschnitt zu haben, da, um die Wirkung von Belastungskcnzentrationen zu beseitigen, die Rohrschutzhülse 4 leicht in jeder gewünschten Dicke ausgebildet sein kann. Die Anordnung der Dichtpackung bringt andererseits dadurch ein Problem, dass das Austreten von Kühlmittel nicht von der Aussenseite festgestel t werden kann, so dass ggf. der Nukleerreaktor mit einem Kühlmittelleck .'Ln dem durch die Rohrschutzhülse 4 abgedeckten Bereich betrieben wird. Um dieses Problem zu beseitigen, wird vorzugsweise ein Anzeigegerät 9, z. B. ein Feiichtigkeitsanzeiger oder eIn Anzeiger für die Radioaktivität vorgesehen, un dadurch jedes Austreten von Kühlmittel in dem Raum zwischen Rohrleitung und Schutzhülse 4 mit Sicherheit und ohne Verzögerung festzustellen.
Die Rohrleitungsschutzvorrichtung mit dr vorbeschriebenen Konstruktion bringt die folgenden Vorteile mit sich.
Die Schutzvorricntung verstärkt die Rohrleitiung, so dass der Bruchneigung der Rohrleitung entgegengewirkt und die Folien von Brüchen, sowohl von axialen Schlitzbriichen, als auch von in Umfangsrichtung verlaufenden Ringbrücher dadurch verhindert werden, dass das Kühlmittel nur durch den ringförmigen Spalt zwischen der Rohrleitung und der Schutzhülse ausströmen kann, wodurch die Verlustmenge an Kühlmittel vermindert wird.
Insbesondere wird im Fall von Umfangsbrüchen der Rohrleitung der Beruhrliingsdruck der ineinander greifenden Abschnitte durch die Reaktionskraft wirkungsvoll verstärkt, so das das Entweichen des Kühlmittels unterbunden ist.
Dadurch bewirkt die Rohrleitungsschutzvorrichtung in grossem Umfang eine Verbessorung der Sicherheit und dient der Vereinfachung des Einführens der .assnshmen gegen Schadensfolgen.
Die Erfindung ist im Hinblick auf vorzugsweise Ausführungsformen beschrieben, jedoch sind zahlreiche Abwandlungsformen für den Fachmann erkennbar, ohne dass der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.
L e e r seite

Claims

P a t e n t a n 9 p r ü o h e: 1. Schutzvorrichtung für Rohrleitungen, gekennzeichnet durch, - eine Schutzhülse (4), die einen bruchanfälligen A-schnitt (2) der Rohrleitung (1) nach Art einer Dopy,elrohrkonstruk+-ion abdecken und umgeben kann, - wobei an der Hülse (4) eingreifende Abschnitte (3) an der Aussenumfangsfläche der Rohrleitung (1) an beiden Seiten des bruchanfälligen Abschnittes (2) und am Rohr (t) eingreifende Abschnitte (5), die mit den an der Hülse (4) eingreifenden Abschnitten (=) in BinSriff kommen können, an der Innenumfangsfläche der Schutzhülse (4) ausgebildet sind.
2. Schutz.vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der an der Hülse (4) eingreifende Abschnitt eine in Umfangsrichtung verlaufende Ringrippe (3) ist, die an der Au##enumfangsfläche der Rohrleitung (1) vorgesehen ist, während der am Rohr (1) eingreifende Abschnitt eine in Umfangsrichtung an der Innenumfangsfläche der Schutzhülse (4) ausgebildete Ringnut (5) ist.
3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch G e k e n n z e i c h n e t , dass mehrere ringförmige UmSangerippen (3) und mehrere mit den in Umfangsrichtung verlaufenden Ringrippen (D) zusammenwirkende Ringnuten (5) an jeder Seite dieses Abschnittes (2) der Rohrleitung (1) ausgebildet sind (Fig. 4).
4. Schutzvorrichtung nach Anspruch 2 oder ), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Rippe (3) und die Nut (5) rechteckigen Querschnitt haben (Fig.4).
5. Schutzvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe #,0 und die Nut (5) einen Trapezförmigen Querschnitt haben (Fig.1-3).
6. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülse (4) in der Form geteilt ist, dass sie in zwei Hälften entlang ihrer Achse getrennt werden kann, wobei die beiden Hälften miteinander mittels Schrauben (6) so befestigt werden können dass sie die Rohrleitung (1) zwischen sich einklemmen (Fig.2).
7. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dus die Schutzhülse (4) mit wenigstens einem Labyrinth (7) zur Erhöhung des Strömungswiderstandes versehen ist (Fig.3).
8. Schutzvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die an der Aussenumfangsfläche der Rohrleitung (1) ausgebildete ringförmige Umfangsrippe (3) einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, während die an der InnenumfL#gsfläche der Rohrleitungsschutzhülse (4) ausgebildete Nut (5) einen Querschnitt mit einer äusseren rechtwinklig absohneidenden Schulter aufweist, und eine ri#gförmige Dichtungspackung (8) zwischen die äussere rechtwinklig absc;meidende Schulter der Ringnut (5) und die entsprechende Stirnfläche der damit zusammenwirkenden Rippe (3) eingesetzt ist (Fig.5).
9. Schutzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Anzeigegerät t9) zum Anzeigen des Auslaufens einer in der Rohrleitung (1) strömenden Flüssigkeit in den Spalt zwischen der Aussenumfangsfläche der Rohrleitung (1= und der Innenumfangsfl#che der Schutzhülse (4) im Fall eines Bruches der Rohrleitung (1) vorgesehen ist,